Метод поиска термальных восходящих потоков воздуха на основе математической модели теплофизического состояния близлежащего пространства беспилотного воздушного судна


Авторы

Ежов А. Д.*, Шилов М. С., Гритчин Д. М.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: ezzhov@gmail.com

Аннотация

Данная работа направлена на изучение восходящих конвективных потоков воздушных масс. Понимание природы этого процесса позволит использовать конвективные явления в атмосфере как источник энергии для различных летательных аппаратов. Рассматриваются методы поиска восходящих потоков, а также предлагается алгоритм использования найденных потоков. Представлена некоторая верификация методов.

Ключевые слова:

восходящий поток, беспилотные летательные аппараты, парение, планеры, естественная конвекция, нейросети

Библиографический список

  1. Mohamed A., Taylor G.K., Watkins S. et al. Opportunistic soaring by birds suggests new opportunities for atmospheric energy harvesting by flying robots // Journal of the Royal Society Interface. 2022. Vol. 19 (196). ID 20220671.

  2. Notter S., Müller G., Fichter W. Integrated Updraft Localization and Exploitation: End-to-End Type Reinforcement Learning Approach // Conference: CEAS EuroGNC 2022 (May 2022). Berlin, 2022. URL: https://www.researchgate.net/publication/360463610_Integrated_Updraft_Localization_and_Exploitation_End-to-End_Type_Reinforcement_Learning_Approach

  3. Martin S. Singh, Morgan E O’Neill. The climate system and the second law of thermodynamics // Reviews of Modern Physics. 2022. Vol. 94. DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.94.015001

  4. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. Москва: Издательство «Наука», 1972. 392 с.

  5. Соколов А.Н. Методика расчета свободноконвективного теплообмена на твердых поверхностях в широком интервале температур // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 2 (78). C. 88–91.

  6. Nilton O. Renno, Jasper Kok. Electrical Activity and Dust Lifting on Earth, Mars, and Beyond // Space Science Reviews. 2008. Vol. 137 (1–4). P. 419–434.

  7. Nilton Renno, Stephen Rogacki, Michael Parker et al. Detecting Thermals Remotely. 2008. URL: https://www.yumpu.com/en/document/view/47925759/detecting-thermals-remotely-aoss-research

  8. Predelli О., Niederhagen R. Humidity, the Dominating Force of Thermal Updrafts // Preprint to Technical Soaring (TS). 2019. May 16. URL: https://www.researchgate.net/publication/364757093_Humidity_the_Dominating_Force_of_Thermal_Updrafts

  9. Tsilingiris P.T. Thermophysical and transport properties of humid air at temperature range between 0 and 100 °C // Energy Conversion and Management. 2008. Vol. 49. P. 1098–1110.

  10. Chechin D.G., Artamonov A.Yu., Bodunkov N.E. et al. Experience of Studying the Turbulent Structure of the Atmospheric Boundary Layer Using an Unmanned Aerial Vehicle // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2021. Vol. 57. P. 526–532. URL: https://doi.org/10.1134/S0001433821050042

  11. Sreekanth Ganapathi Raju, Eric Poquillon, Em-manuel Rachelson. A Survey on Thermal Updraft Models. URL: https://websites.isae-supaero.fr/IMG/pdf/report.pdf

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024